Questão de Engenharia Mecânica · FCC TRT23 2022 (nº 39)

O balanço de energia para um volume de controle em regime permanente, como uma turbina, relaciona a variação da energia total do escoamento com o trabalho e o calor trocados. Para uma turbina bem isolada, o calor trocado é desprezível, e a potência desenvolvida é a diferença entre a energia que entra e a energia que sai.

(A) Incorreta: Este valor pode ser obtido se apenas a variação de entalpia for considerada, ignorando a energia cinética.
(B) Incorreta: Este valor é significativamente maior que o correto, indicando um cálculo incorreto da energia cinética ou da entalpia.
(C) Incorreta: Este valor é o dobro da variação de entalpia, sugerindo um erro na aplicação da fórmula ou na consideração das energias.
(E) Correta: A potência desenvolvida pela turbina é calculada pela variação da entalpia e da energia cinética do vapor, multiplicada pela vazão mássica. A fórmula é $\dot{W} = \dot{m} \times [(h_1 - h_2) + \frac{V_1^2 - V_2^2}{2}]$. Substituindo os valores: $\dot{W} = 12,0 \times [(3015,4 - 2415,4) + \frac{10^2 - 90^2}{2 \times 1000}]$. Calculando: $\dot{W} = 12,0 \times [600 + \frac{100 - 8100}{2000}] = 12,0 \times [600 + \frac{-8000}{2000}] = 12,0 \times [600 - 4] = 12,0 \times 596 = 7152,0$ kW.
(D) Incorreta: Este valor é obtido se a energia cinética for somada incorretamente ou se houver um erro na conversão de unidades.